通常發(fā)射電子的材料,即陰極,分冷與熱兩種。熱陰極,是指用電流方式把陰極加熱至800℃以上,讓陰極內(nèi)的電子因獲得熱能后轉(zhuǎn)換為動(dòng)能而向外發(fā)射:冷陰極,是指無須把陰極加熱,而是利用電場的作用來控制界面的勢能變化,使陰極內(nèi)的電子把勢能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能而向外發(fā)射。兩種陰極的最大區(qū)別是,熱陰極用低電壓就可以產(chǎn)生電子發(fā)射,而冷陰極往往需要很高的電壓才能產(chǎn)生電子發(fā)射;熱陰極的壽命比較短,冷陰極的壽命比較長。故在液晶屏的背光源中,常常使用冷陰極。
在兩端加一定高壓(這個(gè)電壓為啟動(dòng)電壓,一般為1500~1800V)時(shí),燈管中的汞原子在高壓的作用下會(huì)釋放出紫外光,波長大約是253.7nm。與此同時(shí),有一部分電能轉(zhuǎn)化為熱能白白消耗掉了,大約只有60%電能會(huì)轉(zhuǎn)化成紫外光。燈管的內(nèi)壁涂有一層薄薄的白色熒光粉(假定這個(gè)燈管是白色的),這層熒光粉在吸收到燈管內(nèi)的紫外光后會(huì)發(fā)出可見光,這時(shí)就看到燈管亮起來了。這個(gè)點(diǎn)亮的過程很短,一般為1~2s。燈管被點(diǎn)亮后,由于內(nèi)部氣體性質(zhì)發(fā)生了變化,此時(shí)只需要比啟動(dòng)電壓低很多的一個(gè)小電壓(這個(gè)電壓為維持電壓,一般為500~800V)就可以維持燈管繼續(xù)點(diǎn)亮,而且亮度不會(huì)發(fā)生變化。冷陰極熒光燈是一個(gè)非線性負(fù)載,燈管的供電必須是交流正弦波,頻率為40~80kHz。
冷陰極熒光燈在開始啟動(dòng)時(shí),當(dāng)電壓還沒有達(dá)到啟動(dòng)電壓時(shí),燈管呈正電阻(數(shù)兆歐),一旦達(dá)到啟動(dòng)值,燈管內(nèi)部發(fā)生電離放電,產(chǎn)生電流,此時(shí)電流增加,燈管兩端電壓下降,呈負(fù)阻特J跬。所以,冷陰極熒光燈觸發(fā)點(diǎn)亮后,在電路中必須有限流裝置,把燈管工作電流限制在-個(gè)額定值上,否則,電流過大會(huì)燒毀燈管,電流過小點(diǎn)亮又難以維持。